遙控門鈴的節能化設計與改進

朱藝靈

我家新買了個遙控音樂門鈴，開關粘貼在大門口，沒有電線連接，門鈴可隨意擺放，使用非常方便。從此再也不用擔心敲門無人應了，我們全家都非常喜歡它。

但是，兩個月不到門鈴就罷工了，原來是電池沒電了。我們平常使用門鈴的次數并不多，為什么電池很快就用完了呢？

一、探究門鈴耗電原因

1.結構與原理

遙控門鈴分為安裝固定在門口的“遙控開關”和安放在室內可自由移動的“接收門鈴”兩部分。

“遙控開關”由電源（采用一節A23型12V電池供電）、壓觸式開關和信號發射器組成。按壓開關時接通電路，信號發射器工作，產生一組無線脈沖信號?！敖邮臻T鈴”由電源（采用兩節5號1.5V電池供電）、信號接收器和門鈴（含音樂和燈光）組成。安裝電池后，接收門鈴即處于待機狀態；當信號接收器接收到來自遙控開關的無線脈沖信號時，即啟動門鈴部分的電路，發出悅耳的音樂并伴隨閃爍的燈光。

“遙控開關”部分只有在按壓時才工作，消耗的電能非常有限。而“接收門鈴”部分則由于信號接收器要隨時準備接收來自遙控開關的脈沖指令，須長時間保持通電待機狀態，要消耗一定的電能。

2.耗電情況的測量

我將萬用電表調到“A”檔，分別使用“0-1mA”和“0-100mA”量程，將萬用電表串聯到電路中測量，測得待機時的電流為0.45mA，啟動門鈴正常工作時的電流為50mA（注：隨著音樂強弱的不同，電流有少許變化，取平均值），每次音樂和燈光的持續時間平均為10s。

可見，待機時的電流雖然只是正常工作時的1%，但由于不間斷且持續時間長，需要消耗很大一部分電能——如果以每天使用門鈴5次、全天24小時待機計算，門鈴用于待機所消耗的電能是工作所消耗電能的15倍。長時間待機是電池很快耗盡的主要原因。

資料顯示，有的門鈴不用電池供電，而是直接插到插座上，利用變壓器供電。但這并不能解決待機耗電的問題，反而由于變壓器長時間持續工作，還存在發熱起火的危險。

因此，減少不必要的待機時間是避免電能過度損耗、電池過早報廢的主要原因。

二、節能改進的思路

門鈴的作用在于提醒戶主有客來訪，以便及時開門迎客。當無人在家時，門鈴則可有可無。隨著社會的進步，現代人際交往中人們已經養成來訪預約的習慣。所以，門鈴使用一般都有特定的時間。

因此，只要在接收門鈴部分加裝一個開關，就可有效控制待機時間，從而減少不必要的電能損耗，提高電池使用壽命。

思路1：在接收門鈴部分裝一個開關

直接加裝一個開關，有人在家需要使用時，閉合開關，接通電源，接收器處于待機狀態；無人在家時，則斷開開關，切斷電源，接收器不工作，不再耗電。按這種思路改進，雖然可有效控制接收門鈴的待機時間，但開合開關是一項額外的操作，難以堅持。

生活中，我觀察到正常工作的臺式風扇在翻倒時能自動斷電停止運轉。它是怎么做到的？原來里面串聯了一個特別的開關（圖1）：當風扇正立時，金屬球剛好將兩個觸點連接，電路接通；當風扇翻倒時，金屬球由于重力作用滾離兩個觸點，電路自動斷開。

我曾設想在“接收門鈴”中也安裝一個類似的裝置，只需簡單的放正和放倒操作，就能控制電路的連接狀態。但這種開關制作和安裝太麻煩，只好放棄。

如果工廠能根據以上原理，生產時直接在塑料外殼上設計制作一個成形的開關，只需增加一個小金屬球和兩小塊金屬片的成本，就能實現節能。這倒是一個頗有創意、非常不錯的好點子。

思路2：與日常生活習慣相結合的改進

大家都有出門帶鑰匙、回家放鑰匙的習慣，這與接收門鈴是否需要待機恰好同步。能否將這一系列動作與接收門鈴的電路通斷結合呢？

如果在木板上橫向并排釘上兩顆小鐵釘，兩釘間距1cm左右，將接收門鈴中連接電源正極的導線剪斷，兩端斷頭分別接在兩個釘子上。進門時，順手將鑰匙掛在兩個釘子上，就可利用金屬鑰匙圈自動接通電源，門鈴處于待機狀態；出門拿走鑰匙時，則自動斷開電源，達到省電目的。

這是一種非常方便的設計思路，家里有木板和工具，或者不在乎往墻上釘釘子的朋友不妨一試。

正巧我家有一個兒時拼制的小木屋，能不能將接收門鈴裝在這個小木屋呢？

我將門鈴的各個部分拆下來，分別裝進木屋的內部，如圖2、圖3。電路板固定在內墻上，電池盒直接放在房間內，窗口裝上小喇叭，彩燈裝在陽臺的柵欄里。

欄桿和陽臺上各裝一根銅線，將與電源正極相連的導線剪斷，兩端線頭分別接在兩根銅線上。只要將金屬鑰匙放在陽臺上觸碰到兩根銅線，電源接通，門鈴處于待機狀態；拿走鑰匙，門鈴斷電。

三、效益分析

改進后的接收門鈴具有以下優點。

1.節能

根據上述改進過程中所測量的數據，假設每天平均使用門鈴5次，改進后的待機時間為每天下班后到睡覺前共5小時，改進后的門鈴可省電70%。實際使用中，如果能做到有預約時才開啟，省電效率會更高。因此，以上改進可有效節約能源，減少因產生過多的廢棄電池而帶來的環境污染。

2.美觀

將門鈴安裝在小木屋中，改變了原產品古板生硬的外觀。如果將改進后的門鈴與盆栽植物放在一起，則互相映襯，實用又美觀。有客來訪時，伴隨著美妙的音樂，小木屋中燈光閃爍，增添了生活情趣。

3.方便

改裝后的門鈴耗電量大大降低，省去了頻繁更換電池所帶來的煩惱。同時，由于將接收門鈴的電源通斷與人們出門時帶上鑰匙、回家后放下鑰匙的生活習慣有機地結合，使用非常方便?。ㄖ笇Ю蠋煟褐焐傧椋〆ndprint